زمین چگونه می لرزد

میزان حدت و سختی زمین لرزه را هم با شدت زمین لرزه بیان می کنند و هم با بزرگی آن، اما از نظر عامه مردم این دو عبارت یک مفهومند و این مسئله به غلط در میان مردم مصطلح شده است. شدت زمین لرزه عبارت از اثرات مشهودی است که تکان های زمین بر انسانها، ساختمان ها و حیات طبیعی برجای می گذارد. شدت زمین لرزه از مکانی به مکان دیگر تفاوت دارد و بستگی به موقعیت ناظر نسبت به مرکز زمین لرزه دارد. بزرگی زمین لرزه شامل مقدار انرژی جنبشی است که در کانون زمین لرزه آزاد می شود. انرژی آزاد شده بسته به وسعت و دامنه موج زلزله و سنجش وسعت موج به کمک وسایل مخصوصی است که در مراکز زلزله نگاری وجود دارد و با نوع موج کالیبره شده است. بنابراین بزرگی زمین لرزه به صورت عددی بیان و با وسایل اندازه گیری ویژه تعیین می شود.
زمین لرزه نتیجه یک رشته فعل و انفعالات درونی و نیروهای لایه میانی زمین است که پیوسته سطح زمین را مورد تهاجم قرار می دهد. انرژی حاصل از این نیروها به اشکال مختلف در توده های سنگی زمین ذخیره می شود. هنگامی که یکباره و به طور ناگهانی انرژی فوق العاده آزاد می شود، شکافی در پوسته زمین ایجاد و در طول گسل حرکت می کند و به این ترتیب واقعه زمین لرزه روی می دهد. سطح گسل زمین لرزه که در اثر تجمع نیروها و فشار داخلی زمین به طور ناگهانی در آن گسیختگی به وجود می آید کانون یا هسته زمین لرزه نامیده می شود. آن نقطه در روی زمین که از نظر موقعیت درست بالای هسته زمین لرزه قرار دارد به عنوان مرکز زمین لرزه معروف است.
● مقیاس ریشتر
امواج زمین لرزه شامل لرزه هایی هستند که در روی زمین حرکت می کنند. سرعت حرکت و دامنه این امواج با ابزارهای ویژه ای به نام لرزه نگار اندازه گیری می شود. لرزه نگار، نمودار زیگزاگی را که معرف دامنه نوسانات مختلف زمین است، بر روی صفحه دستگاه ثبت می کند. امروز لرزه نگارهای بسیار حساسی ساخته شده است که می تواند همه حرکت های داخلی زمین را در هر نقطه از جهان اندازه بگیرد. در ایستگاه های لرزه نگار، زمان، موقعیت و اندازه بزرگی هر زمین لرزه را تعیین و از طریق وسایل ارتباط جمعی به اطلاع عموم می رسانند.
مقیاس اندازه گیری ریشتر در سال ۱۹۳۵ توسط چارلز ریشتر در مؤسسه تکنولوژی کالیفرنیا ابداع شد. این مقیاس، یک ابزار ریاضی برای مقایسه عددی شدت زمین لرزه هاست. تعیین اندازه بزرگی زمین لرزه فرمول بخصوصی دارد که برحسب لگاریتم دامنه موج لرزه تعریف می شود. فاصله ای که بین ایستگاه های لرزه نگاری و مرکز زمین لرزه وجود دارد سبب می شود که مقدار ثبت شده با اندازه واقعی زمین لرزه تفاوت داشته باشد. کارشناسان برای به دست آوردن مقدار واقعی بزرگی زمین لرزه، فاصله یاد شده بالا را اندازه گرفته و فرمول محاسبه آن را اعمال می کنند تا اختلافات مورد نظر جبران شود.
در مقیاس اندازه گیری ریشتر، بزرگی زمین لرزه برحسب اعداد صحیح و اعشاری بیان می شود. مثلاً عدد ۵‎/۳ در این دستگاه اندازه گیری، یک زمین لرزه متوسط و ۶‎/۳ زلزله نسبتاً قوی به حساب می آید، زیرا همان طور که گفتیم تابع محاسبه زمین لرزه لگاریتمی است. در این دستگاه افزایش هر عدد صحیح در توان ۱۰ اعمال می شود . لذا بین ۱۰ به توان ۵ تا ۱۰ به توان ۶ فاصله زیادی به وجود می آید. به عبارت دیگر افزایش یک عدد صحیح در مقیاس ریشتر سبب می شود که انرژی آزاد شده از موج لرزه ۳۱ برابر بیشتر و قدرت تخریب آن به همان اندازه افزایش یابد. زمین لرزه ها با بزرگی ۳ ریشتر و کمتر از آن را معمولاً زمین لرزه خفیف می نامند. این نوع زمین لرزه برای انسان محسوس نیست و تنها در ایستگاه های لرزه نگاری محلی ثبت می شوند. برای تعیین بزرگی زمین لرزه در مقیاس ریشتر حد بالا تعریف نشده است، اما پرقدرت ترین لرزه هایی که تاکنون به ثبت رسیده اند، بین۸‎/۸ تا ۸‎/۹ ریشتر بزرگی داشته اند.
● مقیاس اصلاح شده اندازه گیری شدت زمین لرزه مرکالی (MM)
انرژی ای که وقوع زمین لرزه بر سطح زمین باقی می گذارد، شدت آن نامیده می شود. مقیاس اندازه گیری شدت زمین لرزه شامل یک سلسله واکنش های مشهودی است که در اثر وقوع زمین لرزه از انسان و اشیای پیرامون آن بروز می کند. همچون از خواب پریدن، تکان خوردن و جابه جا شدن اشیای منزل، شکستن وسایل ظریف و نهایتاً تخریب کلی. در طول چند صدسال گذشته برای اندازه گیری شدت زمین لرزه، ابزارها و مقیاس های متعددی ابداع شده است.
مقیاسی که هم اکنون در ایالات متحده به کار می رود، به نام مقیاس اصلاح شده به اندازه مرکالی معروف است که در سال ۱۹۳۱ از سوی دانشمندان زلزله شناسی چون هری وود و فرانک نیومن ابداع شد. مقیاس اندازه گیری مرکالی در پی ۱۲ مرحله به طور افزایشی میزان شدت زمین لرزه را نشان می دهد. این مراحل از لرزه های غیرمحسوس آغاز و به ویرانی های همه جانبه و مهلک ختم می شود. شدت لرزه در آن دستگاه برخلاف مقیاس اندازه گیری ریشتر مبنای عددی ندارد، بلکه اثرات مشهود و محسوس زمین لرزه را بیان می کند. داده های عددی و محاسبات ریاضی بزرگی زمین لرزه را بیان می کند. داده های عددی و محاسبات ریاضی، بزرگی زمین لرزه و قدرت تخریب آن مورد استفاده دانشمندان و متخصصین لرزه نگاری است و مردم عادی بیشتر با اثرات فیزیکی و میزان تخریب ناشی از وقوع زمین لرزه، یعنی با شدت آن آشنایی دارند و این مقوله از نظر اکثریت مردم ملموس تر است. در مقیاس اندازه گیری شدت مرکالی، اعداد پائین تر حاکی از این است که زمین لرزه برای انسان محسوس است اما اثرات مخرب فیزیکی به دنبال ندارد. هر چه به سمت اعداد بالاتر می رویم، میزان تخریب ناشی از زمین لرزه بیشتر می شود تا جایی که زمین لرزه به تخریب کلی و یا فاجعه ملی تبدیل می شود. مهندسان ساختمان برای در نظر گرفتن نکات ایمنی و استانداردهای حفاظت ساختمان در برابر زمین لرزه باید مراحل ۸ به بعد را مورد توجه قرار دهند.
● مراحل دوازده گانه مقیاس اندازه گیری اصلاح شده مرکالی
۱) به جز عده معدودی آن هم با شرایط ویژه کسی لرزشی احساس نمی کند.
۲) عده قلیلی ممکن است در خواب آن را احساس کنند . خصوصاً اگر در طبقات بالای ساختمان سکونت داشته باشند ، اشیای ظریف و سبک نیز به لرزش درآیند.
۳) تقریباً تمام کسانی که در یک فضای بسته به سر می برند، بخصوص در طبقات بالای ساختمان، لرزش را حس می کنند با این احوال بسیاری از آنها متوجه نمی شوند که این تکان یک زمین لرزه بوده است. در اتومبیل و وسایل نقلیه موتوری دیگر در حال توقف نکاتی مشاهده می شود. لرزش آن شبیه عبور یک کامیون سنگین است. مدت آن نیز قابل پیش بینی است.
۴) در این مرحله از زمین لرزه چنانچه در روز اتفاق بیفتد، تقریباً همه کسانی که در محیط سربسته هستند، به وجود آن پی می برند، اما خارج از این محیط، عده کمی از آن آگاه می شوند . چنانچه در شب رخ دهد، عده ای از خواب بیدار می شوند، ظروف شیشه ای و در و پنجره می شکند. در دیوار اتاق صدایی شبیه ترک خوردگی ایجاد می شود، حالت آن مانند برخورد یک کامیون سنگین با ساختمان است. وسایل نقلیه در حال توقف به شکل قابل ملاحظه ای تکان می خورند.
۵) تقریباً همه از وقوع آن باخبر می شوند بسیاری از مردم از خواب می پرند و در و پنجره منازل درهم می شکند. اشیایی که در ارتفاع قرار داشته و جایگاه مطمئنی ندارند، سقوط می کنند. ساعت های پاندول دار از حرکت بازمی ایستند.
۶) همه از وقوع زمین لرزه آگاه می شوند، بسیاری از مردم وحشت می کنند، برخی از وسایل سنگین مردم تکان می خورد، مقداری از گچ دیوار نیز فرومی ریزد، تخریب سطحی صورت می گیرد.
۷) در ساختمان و اشیای باثبات منزل خرابی به بار می آید، در سازه های معمولی بدون ایمنی، تخریب سطحی تا حد تخریب متوسط ایجاد می شود. ساختمان های کهنه و بدون استحکام و سازه هایی که مطابق اصول مهندسی طراحی نشده اند آسیب جدی می بینند و ستون برخی از ساختمان ها ضربه می خورد.
۸) سازه های مطابق مهندسی آسیب جزئی می بینند. در ساختمان های معمولی تخریب قابل ملاحظه ای ایجاد و برخی از آنها به کلی آسیب می بیند. ساختمان های بدون ایمنی و خارج از استاندارد به کلی تخریب می شوند. ستون ساختمان های مسکونی، مجتمع های صنعتی و دیوار ساختمان و مجسمه های نصب شده در شهر ضربه می خورند. اشیا و وسایل سنگین منزل جابه جا می شوند.
۹) سازه هایی که مطابق اصول مهندسی ساخته نشده اند به طور قابل ملاحظه ای آسیب می بینند. چارچوب ساختمان های با طراحی قابل قبول از جای اصلی خود خارج می شود. تقریباً بیشتر ساختمان ها خراب و برخی از آنها به کلی ویران می شود و فونداسیون آنها جابه جا می شود.
۱۰) ساختمان های درست طراحی شده چوبی فرومی ریزند. ساختمان های سنگ کاری و دارای اسکلت استخوانی خراب می شوند و فوندانسیون آنها جابه جا می شود و ریل های قطار از محل خود خارج می شوند.
۱۱) تقریباً همه ساختمان های سنگ کاری تخریب می شوند، پل ها فرومی ریزند و ریل های قطار به کلی خراب می شوند.
۱۲) همه چیز ویران می شود. به هر جا که بنگری خرابی مشاهده می شود. اجسام به هوا پرتاب می شوند.

طاهره باباخانی کتاوی

منبع : روزنامه ایران